[发明专利]一种铝壳动力电池用顶盖

说明书

技术领域

本发明属于动力电池技术领域，尤其涉及一种铝壳动力电池用顶盖。 

背景技术

随着现代社会的发展和人们环保意识的增强，越来越多的设备选择以锂电池作为电源，如手机、笔记本电脑、电动工具和电动汽车等等，这为锂电池的应用与发展提供了广阔的空间。其中，电动工具和电动汽车等所使用的锂电池一般称之为动力电池。 

铝材质的壳体由于具有成本低、重量轻以及散热性好等特点而被广泛使用于动力电池中。但是由于铝的电位和电池正极电位存在电位差，会造成铝壳腐蚀问题。为了解决铝壳腐蚀问题，必须要使铝壳和正极极柱导通以消除电位差。如果用金属直接导通，由于其电阻一般都是毫欧姆级别，当电池发生短路时其回路电流很大，易出现打火进而引发着火等安全隐患。 

公开号为CN100592566C的中国发明专利申请公开了一种在正极极柱和顶盖片之间连接导电塑料来增大电阻的方法，然而试验测试表明，当电芯在一些滥用（如挤压，穿钉和过充等）测试环境下，电芯表面温度会达到250℃以上，上述高温足以熔化导电塑料中的聚乙烯材料，从而导致二次安全隐患的发生；而且，聚乙烯材料本身容易老化，在长期的使用过程中，经过反反复复的升温和降温，极易出现开裂和脱落，从而影响整个结构的稳定性；另外，用聚乙烯和填充物质复合而成的导电塑料在较高温环境下还会出现软化甚至熔化，无法循环使用。 

有鉴于此，确有必要提供一种能够消除铝壳与正极极柱之间的电位差，从而防止铝壳腐蚀，同时又能消除电芯在滥用环境下的安全隐患的铝壳动力电池用顶盖。 

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种能够消除铝壳与正极极柱之间的电位差，从而防止铝壳腐蚀，同时又能消除电芯在滥用环境下的安全隐患的铝壳动力电池用顶盖。 

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种铝壳动力电池用顶盖，包括顶盖片，所述顶盖片设置有两个电极引入孔，并且两个所述电极引入孔分别连接有负极极柱结构和正极极柱结构，所述正极极柱结构包括正极极柱和耐高温电阻，所述正极极柱穿过电极引入孔并与所述顶盖片绝缘连接，所述正极极柱和所述顶盖片还通过所述耐高温电阻电连接，所述耐高温电阻的阻值为10~1000欧姆。阻值在该范围内的耐高温电阻既能起到实现正极极柱和铝壳导通、保证铝壳和正极电位一致的作用，而且即使在正极极柱与铝壳发生短路时，也不致于产生大电流，从而不会出现打火现象，以保证动力电池的安全。 

作为本发明铝壳动力电池用顶盖的一种改进，所述耐高温电阻的最高承受温度大于600℃，以保证其耐温性高于一般安全测试条件下的电芯表面温度。 

作为本发明铝壳动力电池用顶盖的一种改进，所述耐高温电阻的阻值为100-1000 欧姆。通过选用阻值较大的电阻，一方面可以减小电阻体积；另一方面，在滥用环境下，电芯电压相对稳定，较大的电阻发热量相对较低，电芯表面温升也相对较低，电芯安全性能更好。但是，当耐高温电阻的电阻值超过1000欧姆时，又会因为阻值太大，而影响正极极柱和铝壳的导通。而当耐高温电阻的阻值太小时，当电池发生短路时其回路电流很大，易出现打火进而引发着火等安全隐患。 

作为本发明铝壳动力电池用顶盖的一种改进，所述耐高温电阻的制作材料为导电陶瓷或碳化硅，优选为碳化硅，因为碳化硅材料具有化学性能稳定、导热系数高和热膨胀系数小等优点，此外，碳化硅还是一种良好的导电材料。采用碳化硅作为耐高温电阻，能较好地满足导电性和耐高温性的要求，其良好的导热性能能够及时将多余热量散发出去，防止热量聚集引发的安全隐患，其较小的热膨胀系数和稳定的化学性能，能保证碳化硅即使在滥用环境下也能长期循环使用。通过选用碳化硅(SIC)等陶瓷材料，可扩大耐高温电阻阻值选择范围，同时克服了导电塑料材料易老化、结构不稳定同时长期循环性能差的问题。 

作为本发明铝壳动力电池用顶盖的一种改进，所述耐高温电阻为环状结构并且嵌套在所述正极极柱上。环状结构的耐高温电阻可对正极极柱起到定位作用，同时也可增大与正极极柱的接触面积，减小接触电阻。 

作为本发明铝壳动力电池用顶盖的一种改进，所述耐高温电阻通过铆接、焊接、螺接或者键连接固定于所述正极极柱。多种可选的连接方式能够用于匹配不同尺寸的电芯，实用性强。卡簧的作用在于固定耐高温电阻。 

作为本发明铝壳动力电池用顶盖的一种改进，在所述正极极柱的底部与所述顶盖片的下表面之间设置有耐高温绝缘密封圈。耐高温绝缘密封圈可防止正极极柱与顶盖片接触，同时也可保证电芯的密封性能。耐高温绝缘密封圈可采用耐高温性能较好的绝缘陶瓷材料。